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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger mit
wenigstens zwei Tunern zum gleichzeitigen Empfang untereinander
verschiedener Signale. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls
auf ein Multimediagerät
und auf eine "Add-On-Card" mit einem derartigen
Empfänger.
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STAND DER TECHNIK
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Das
Philips Fernsehgerät
Typ 32PW9761 umfasst zwei Tunermodule zur gleichzeitigen Wiedergabe
zweier untereinander verschiedener Fernsehprogramme. Fernsehprogramme
werden auf verschiedenen Empfangsfrequenzen in einem Bereich von,
sagen wir, 45 MHz bis 860 MHz gesendet. Die gesendeten Fernsehprogramme
treten über
einen Funkfrequenzeingang in das Fernsehgerät ein und werden über einen
Splitter in dem Fernsehgerät
den zwei Tunermodulen zugeführt.
Jedes der zwei Tunermodule hat ein abgeschirmtes Gehäuse, das
einem Oszillator und einer Mischstufe zur Umwandlung einer Funkfrequenz
in eine Zwischenfrequenz von, sagen wir, 40 MHz Platz bietet. Die
betreffenden Oszillatoren haben eine einstellbare Schwingfrequenz. Eine
Schwingfrequenz bestimmt, welche Funkfrequenz und dadurch welches
gesendete Fernsehprogramm zur weiteren Verarbeitung mit der Absicht wiedergegeben
zu werden, in die 40 MHz Zwischenfrequenz umgewandelt wird. Wenn
beispielsweise die Schwingfrequenz 500 MHz beträgt, wird ein Fernsehprogramm,
das mit einer Funkfrequenz von 460 MHz gesendet wird, in die 40
MHz Zwischenfrequenz umgewandelt und kann dadurch wiedergegeben
werden.
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DE-3443859-Albeschreibt
einen Empfänger mit
einem Frequenzsynthetisierungs- und zwei Empfängersystemen. Ein erstes Empfängersystem ändert seine
Schwingfrequenz innerhalb eines Frequenzbandes, in dem die Empfangsfrequenz
des anderen Empfängersystems
auftritt. Das erste Empfängersystem
selektiert eine gewünschte
Empfangsstation mit einer phasenverriegelten Schleifenschaltung und
einer Steuerschaltung. Die Steuerschaltung steuert die Kanalselektion
des ersten Empfängersystems
zum Ändern
der Schwingfrequenz derart, dass die Schwingfrequenz nicht in dem
Frequenzgebiet auftritt, das die Empfangsfrequenz und Frequenz in der
Nähe der
Empfangsfrequenz des anderen Empfängers umfasst.
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US-5285284-A1
beschreibt einen Fernsehempfänger
mit einem Subbildtuner und einem Hauptbildtuner. Der Subbildtuner
und der Hauptbildtuner können
separat ein Empfangssignal dadurch selektieren, dass die betreffenden
Schwingfrequenzen mit Kanalselektionsteuersignalen geändert werden.
Diese variierenden Schwingfrequenzen werden mit einer PLL Frequenzsynthesizerschaltung
erzeugt. Die PLL umfasst einen programmierbaren Frequenzteiler,
der eine feste Bezugsoszillatorfrequenz durch eine steuerbare Zahl
teilt zum Erhalten einer selektierbaren Frequenz des Oszillatorsignals.
Dieses Oszillatorsignal wird der Mischschaltung zugeführt und
hat eine Frequenz, die zum Empfangen eines bestimmten Kanals erforderlich
ist. Wenn das Bild des Subbildtuners nicht wiedergegeben wird, ist
der Subbildtuner dennoch aktiv. Um Interferenz von dem Subbildtuner
auf den Hauptbildtuner zu vermeiden, wird die Schwingfrequenz des
Subbildtuners auf eine feste Frequenz, höher als die höchste Frequenz
der von dem Hauptbildtuner zu empfangenen Kanäle gesetzt.
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EP-059531-A1
beschreibt einen Empfänger, der
einen ersten Audiotuner aufweist, der einen Sendekanal empfängt, der
in einem Lautsprecher hörbar gemacht
wird, und einen zweiten Audiotuner, der die Signalqualität derselben
Sendung über
andere Kanäle überprüft. Der
zweite Tuner stört
den ersten Tuner nicht, indem vermieden wird, dass die Ortsoszillatorfrequenz
des zweiten Tuners in den Frequenzbändern auftritt, in denen der
erste Tuner gestört
werden würde.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung hat u. a. zur Aufgabe, einen Empfänger des
oben genannten Typs zu schaffen, der gegenüber dem Stand der Technik eine mehr
kosteneffiziente Implementierung ermöglicht. Anspruch 1 definiert
einen Empfänger
nach der vorliegenden Erfindung. Die Ansprüche 7, 4, 5 und 6 definieren
ein Verfahren zum Empfangen, ein Multimediagerät, eine "Add-O-Card" bzw. ein einzelnes, abgeschirmtes Gehäuse, alle
nach der vorliegenden Erfindung. Zusätzliche Merkmale, die ggf.
verwendet werden um die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Art
und Weise zu implementieren sind in den Unteransprüchen definiert.
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Die
vorliegende Erfindung berücksichtigt
die nachfolgenden Aspekte. Bisher ist der Bedarf an Empfänger, die
gleichzeitig voneinander verschiedene Signale empfangen können relativ
gering. So hat beispielsweise von einer gesamten Anzahl verkaufter Fernsehgeräte nur ein
relativ kleiner Prozentsatz zwei Tuner um beispielsweise ein Bild-in-Bild (PIP) Funktion
durchführen
zu können.
Aus diesem Grund ist es nun kosteneffizient PIP-Fernsehgeräte auf eine bekannte
Weise zu implementieren. Das heißt, es werden zwei einzelne
Tunermodule verwendet, die auch einzeln in vielen Typen von Fernsehgeräten verwendbar
sind, und die in relativ großen
Anzahlen produziert werden, was bedeutet, dass sie relativ preisgünstig sind.
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Aber
die Situation kann in Zukunft anders werden. Die Menge an gebotener
Information und Unterhaltung wächst
sehr schnell. Dies steigert auch die Anzahl Weisen, wie Information
und Unterhaltung angeboten wird, beispielsweise übertragen in analoger oder
digitaler Form über
Satelliten, Kabel-Fernsehnetzwerke, Telefonnetzwerke usw. Weiterhin neigt
Multimedia dazu mehrere Typen von Information, wie Text, Daten,
hörbare
und sichtbare Information zu zentralisieren. Im Hinblick auf das
Obenstehende kann die Nachfrage nach Empfängern, die gleichzeitig untereinander
verschiedene Signale empfangen können,
zu einem derartigen Pegel ansteigen, dass Lösungen, anders als die bekannte
Lösung mehr
kosteneffizient sind.
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Nach
der vorliegenden Erfindung werden zwei oder mehr Tuner zu einem
einzigen Modul zusammengefügt.
Wenn die zwei oder mehr Tuner zusammengefügt sind, können die zwei oder mehr Tuner
mehrere Elemente seich teilen, wie beispielsweise Kristalle, integrierte
Schaltungen, Printplatten, Metallteile, Verbindungselemente und
Steckerblöcke.
Kosten, die gespart werden, wenn mehrere Elemente gemeinsam verwendet
werden, können
Kosten in Bezug auf die Zusammenfügung der zwei oder mehr Tuner
zu einem einzigen Modul übertreffen, wenn
die Nachfrage nach Empfängern
vom betreffenden Typ hoch genug ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNG
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild der Grundlage der vorliegenden Erfindung,
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2 bis 7 Darstellungen
zusätzlicher Merkmale,
die ggf. angewandt werden können
um die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Art und Weise zu implementieren,
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8 ein
Blockschaltbild eines Beispiels eines Empfängers nach der vorliegenden
Erfindung, und
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9 eine
Darstellung eines Beispiels eines Multimediageräts nach der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Zunächst einige
Bemerkungen über
die Verwendung der Bezugssymbole. Gleiche Elemente werden in der
Zeichnung durch identische Buchstabencodes angegeben. In einer einzigen
Figur können mehrere
gleiche Items dargestellt sein. In dem Fall wird zu dem Buchstabencode
eine Nummer hinzugefügt,
um diese Items voneinander unterscheiden zu können. Weiterhin wird, wenn
ein Item einen Teil eines Items höherer Ordnung bildet, die Nummer
in dem Bezugszeichen der Entität
angeben, dass diese zu einem Item einer höheren Ordnung gehört, das
die gleiche Nummer in dem Bezugszeichen hat. In der Beschreibung
und in den Patentansprüchen
kann auf eine Nummer in einem Bezugszeichen verzichtet werden, wenn
dies dienlich ist.
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1 zeigt
die Grundlage der vorliegenden Erfindung. In 1 werden
wenigstens zwei Tuner TUN1, TUN2 zu einem einzigen Modul MOD zusammengefügt. Obschon 1 zwei
Tuner TUN1, TUN2 hat, können
weitere Tuner zu demselben Modul MOD zusammengefügt werden.
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2 zeigt,
dass jeder der zwei Tuner TUN1, TUN2 einen Oszillator OSC hat, der
mit einer Mischstufe MIX gekoppelt ist zur Umwandlung eines Signals
mit einer Funkfrequenz in eine Zwischenfrequenz. 2 zeigt
ebenfalls das nachfolgende zusätzliche
Merkmal. Der Oszillator jedes der zwei Tuner hat eine Schwingfrequenz,
Fosc1 oder Fosc2, die nicht mit der Funkfrequenz RF2 oder RF1 oder
mit irgendeiner Subharmonischen der Funkfrequenz des von dem betreffenden
Tuner oder dem anderen Tuner empfangenen Signal zusammenfällt. Dies
gilt vorzugsweise im Wesentlichen für die betreffenden Abstimmbereiche
der zwei Tuner TUN1, TUN2.
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Das
Merkmal der 2 basiert auf den nachfolgenden
Erwägungen.
Die zwei Tuner TUN1, TUN2, die zu einem einzigen Modul zusammengefügt werden,
können
einander stören.
Insbesondere kann der Oszillator des einen der zwei Tuner des Signal
stören,
das von dem anderen Tuner empfangen wird. Ein Oszillatorsignal kann
sich verschiedenartig nach mehreren Stellen in dem Empfänger fortpflanzen.
So kann es sich beispiels weise durch Induktion in Metallteilen und
durch Übersprechen
in Spuren der Printplatte, die beispielsweise Schaltsignal und Kapazitätsspannungen
führen,
fortpflanzen. Die gesamte Fortpflanzungsdämpfung, die das Oszillatorsignal erfährt, ist
oft sehr unvorhersagbar und weiterhin kann diese als Funktion der
Frequenz stark schwanken. Dies ist eine wichtige Tatsache, da das
Oszillatorsignal nicht nur einen grundsätzlichen Frequenzanteil, sondern
auch harmonische Frequenzanteile enthalten kann. Die Amplitude eines
harmonischen Frequenzanteils kann deswegen an bestimmten Stellen
in dem Empfänger
höher sein
als die des grundsätzlichen
Frequenzanteils.
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Es
gibt mehrere Möglichkeiten,
die oben genannte gegenseitige Interferenz zu messen. Eine Lösung könnte sein,
dass die Oszillatorsignale auf ausreichend niedrigen Pegeln gehalten
werden. Wenn aber ein Oszillatorsignalpegel reduziert wird, wird dies
im Allgemeinen die Leistung in Termen von Rausch- und Frequenzstabilität beeinträchtigen.
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Eine
andere Lösung
könnte
sein, die Oszillatoren elektromagnetisch abzuschirmen. Aber Abschirmung
ist relativ teuer und in eineigen Fällen kann es sogar nicht effektiv
genug sein. Bei Fernsehempfang ist ein Störabstand von wenigstens 60
dB erwünscht.
Wenn nun vorausgesetzt wird, dass der Pegel eines von einem Tuner
empfangenen Fernsehsignals 1 mV ist, was ein typischer Wert ist,
darf der Pegel eines Störsignals
den Wert von 1 μV
nicht übersteigen.
Wenn nun vorausgesetzt wird, dass der Pegel des Oszillatorsignals
in einem anderen Tuner 1 V ist, was ein typischer Wert ist, ist
eine Dämpfung von
120 dB zwischen den beiden Tunern erforderlich. Wenn die beiden
Tuner zu einem einzigen Modul zusammengefügt werden wird eine interne
Abschirmung zum Schaffen einer derartigen Dämpfung, wenn überhaupt,
kostspielig und auch schwer zu entwerfen.
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Noch
eine andere könnte
sein, den Empfang für
Funkfrequenzkombinationen zu sperren, bei denen die zwei Tuner TUN1,
TUN2 sich gegenseitig stören
würden.
Dies kann mit Hilfe beispielsweise eines auf geeignete Art und Weise
programmierten Computers erreicht werden, der die zwei Tuner TUN1,
TUN2 steuert. Aber da auch harmonische Frequenzanteile der Oszillatorsignale
berücksichtigt werden
müssen,
kann es notwendig sein, den Empfang für relativ viele Funkfrequenzkombinationen
zu sperren. In dem Fall werden die Endverbraucher an einer relativ
beschränkten
Anzahl Signale festsitzen, die gleichzeitig empfangen werden können.
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Wenn
das Merkmal nach 2 angewandt wird, wird weder
der Grundfrequenzanteil weder ein harmonischer Frequenzanteil eines
Oszillatorsignals in einem der beiden Tuner TUN1 oder TUN2 das Signal,
das von dem betreffenden anderen Tuner RUN2 oder TUN1 empfangen
wird, direkt stören.
Die Oszillatoren OSC1, OSC2 dürfen
dazu auf Signalpegeln arbeiten, die eine befriedigende Leistung
in Termen von Störung
und Stabilität
schaffen. Und was noch wichtiger ist, dies erfordert weder eine
relativ aufwendige Abschirmung, noch eine Sperrung von Empfang für relativ
viele Funkfrequenzkombinationen. Auf diese Weise trägt 2 bei
zu der Qualität und
der Vielseitigkeit des Empfangs und zu der Kosteneffizienz, sowohl
in Kombination als auch an sich.
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Das
Merkmal nach 2 wird einen zusätzlichen
Vorteil schaffen, wenn ein Splitter verwendet wird um Signale den
zwei Tunern TUN1, TUN2 von einer gemeinsamen Klemme her zuzuführen. In
dem Fall braucht der Splitter zwischen den zwei Tunern TUN1, TUN2
keine hohe Dämpfung
zu schaffen, damit eine gegenseitige Interferenz vermieden wird. Aus
diesem Grund kann der Splitter mit relativ wenig aktiven Elementen
verwirklicht werden, oder er kann sogar ohne aktive Elemente verwirklicht
werden. Aktive Elemente verbrauchen Energie und erzeugen Störung und
Verzerrung. Auf diese Weise ermöglicht das
Merkmal nach 2 einen relativ energieeffizienten,
störungsfreien
und verzerrungsfreien Splitter. Es sei bemerkt, dass diese Vorteile
auch erhalten werden, wenn zwei Tuner getrennt sind, wie in dem Stand
der Technik bekannt.
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3a zeigt
das nachfolgende zusätzliche Merkmal.
Die Schwingfrequenz Fosc1 in dem Tuner TUN1 übersteigt die höchst mögliche Funkfrequenz RFmax2,
die der Tuner TUN2 empfangen kann. Dies gilt vorzugsweise im Wesentlichen
für den
ganzen Abstimmbereich des Tuners TUN1.
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Das
Merkmal nach 3a basiert auf den nachfolgenden
Erwägungen.
Wenn der Tuner TUN1 über
einen relativ großen
Anstimmbereich abstimmbar sein soll, kann es schwierig sein, ein
Zusammentreffen der Schwingfrequenz Fosc1 mit der Funkfrequenz RF2
oder mit einer Subharmonischen der Funkfrequenz RF2 des von dem
Tuner TUN2 empfangenen Signals zu vermeiden. Dann können relativ komplizierte
und folglich kostspielige Maßnahmen
erforderlich sein um ein derartiges Zusammentreffen zu vermeiden.
Aber wenn das Merkmal nach 3a angewandt
wird, wird ein derartiges Zusammentreffen per Definition ausgeschlossen.
Folglich trägt
das Merkmal nach 3a zu der Kosteneffizienz bei,
insbesondere, wenn der Tuner TUN1 über einen relativ großen Abstimmbereich
abstimmbar sein soll.
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3b zeigt
das nachfolgende zusätzliche Merkmal.
Die Schwingfrequenz Fosc1 oder Fosc2 in jedem der zwei Tuner übersteigt
die höchst
mögliche Funkfrequenz
RFmax2 bzw. RFmax1, die der andere Tuner empfangen kann. Das Merkmal
nach 3b ist effektiv eine Ergänzung des Merkmals nach 3a.
Die Ergänzung
ist, dass die Schwingfrequenz Fosc2 in dem Tuner TUN2 auch die höchst mögliche Funkfrequenz
RFmax1 übersteigt,
die der Tuner TUN1 empfangen kann. Auf diese Weise trägt das Merkmal
nach 3b zu der Kosteneffizienz bei, insbesondere wenn
die zwei Tuner TUN1, TUN2 beide über
einen relativ großen
Abstimmbereich abstimmbar sein soll.
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Die
nachfolgenden Bemerkungen werden in Bezug auf die Merkmale nach 3a und 3b gemacht.
Wenn das Merkmal nach 3a angewandt wird, können derartige
Maßnahmen
getroffen werden, dass der Tuner TUN1 das Signal mit der niedrigeren
Funkfrequenz empfängt
und dass folglich der Tuner TUN2 das Signal mit der höheren Funkfrequenz
empfängt.
Wenn außerdem
die Schwingfrequenz Fosc2 in dem Tuner TUN2 über der Funkfrequenz RF2 des
von diesem Tuner empfangenen Signals liegt, wird sie bestimmt die
Funkfrequenz RF1 des von dem Tuner TUN1 empfangenen Signals übersteigen.
Das gesamte Ergebnis wird sein, dass die Schwingfrequenz Fosc1 oder
Fosc2 in jedem der beiden Tuner die Funkfrequenz RF2 bzw. RF1, die von
dem anderen Tuner empfangen wird, übersteigen wird. Folglich können weder
die Grundanteile noch harmonische Anteile der Schwingsignale die empfangenen
Signale stören.
Auf diese Weise kann das Merkmal nach 3a Vorteile
schaffen ähnlich wie
die des Merkmals nach 3b.
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Dennoch
kann das oben beschriebene Merkmal nach 3b gegenüber dem
Merkmal nach 3a bevorzugt werden, und zwar
aus den nachfolgenden Gründen.
Wenn vorausgesetzt wird, dass zwei Signale S(X) und S(Y) gleichzeitig
empfangen werden, dann wird das Signal S(Y) eine höhere Funkfrequenz
haben als das Signal S(X). Das Empfangssignal S(Y) soll beendet
werden, und zwar zugunsten eines anderen Signals S(Z), das eine
niedrigere Funkfrequenz als S(X) hat. Folgendes wird dann im Falle
der 3a mit den oben beschriebenen Maßnahmen
passieren. Der Tuner TUN2 wird den Empfang des Signals S(X) von
dem Tuner TUN1 übernehmen
und fortsetzen. Eine derartige Übernahme
ist im Hinblick auf die Frequenzbeziehung "höher-niedriger" erforderlich. Die Übernahme
kann eine Unterbrechung in dem Empfang des Signals S(X) verursachen.
Im Gegensatz dazu wird keine Übernahme
erforderlich sein, wenn das Merkmal nach 3b angewandt wird.
Auf diese Weise ermöglicht
das Merkmal nach 3b einen ununterbrochenen Empfang, während jeder
gleichzeitig auftretender Empfang sich ändert.
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4 zeigt
das nachfolgende zusätzliche Merkmal.
Die Differenz ΔFosc
zwischen den Schwingfrequenzen Fosc1, Fosc2 in den beiden Tunern
TUN1, TUN2 übersteigt
eine Zwischenfrequenzbandbreite BWIF. Dies gilt vorzugsweise im Wesentlichen
für die
ganzen betreffenden Abstimmbereiche der beiden Tuner TUN1, TUN2.
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Das
Merkmal nach 4 basiert auf den nachfolgenden
Erwägungen.
Die Oszillatoren OSC1, OSC2 können
einander in der Phase modulieren, und zwar durch gegenseitige elektromagnetische Kopplung.
Dies wird dafür
sorgen, dass die Oszillatorsignale Seitenbänder haben. 4 zeigt
Seitenbänder
Fsb + 1, Fsb – 1,
die zu dem Oszillator OSC1 gehören
und Seitenbänder
Fsb + 2, Fsb – 2,
die zu dem Oszillator OSC2 gehören.
Die Seitenbänder
liegen in einem Abstand von +ΔFosc
und –Δfosc von den
Schwingfrequenzen Fosc1, Fosc2. Die Seitenbänder jedes Oszillatorsignals
werden sich mit dem betreffenden empfangenen Signal vermischen.
Dadurch werden auch die empfangenen Signale, die in die betreffenden
Zwischenfrequenzen umgewandelt worden sind, Seitenbänder haben,
die in einem Abstand von +ΔFosc
und –Δfosc von
diesen betreffenden Zwischenfrequenzen liegen.
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Wenn
das Merkmal nach 4 angewandt wird, werden diese
Seitenbänder
das betreffende empfangene Signal nicht direkt beeinträchtigen.
Auf diese Weise begegnet das Merkmal nach 4 der gegenseitigen
Interferenz zwischen den beiden Tunern TUN1, TUN2, was als Ergebnis
einer gegenseitigen elektromagnetischen Kopplung deren Oszillatoren
auftreten kann. Folglich wird es kaum notwendig sein, eine derartige
gegenseitige elektromagnetische Kopplung durch Maßnahmen
auszugleichen, wie beispielsweise das Heranschaffen einer internen
Abschirmung oder eine Verbesserung der Qualität Q einer Oszillatortankschaltung.
Derartige Maßnahmen sind
relativ teuer, insbesondere bei relativ hohen Frequenzen. Folglich
liefert das Merkmal nach 4 einen Beitrag zu der Kosteneffizienz.
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Die
nachfolgenden zusätzlichen
Bemerkungen gelten dem Merkmal nach 4. Die Seitenbänder Fsb+,
Fsb– könnten Intermodulationsprodukte verursachen,
die den Empfang beeinträchtigen
könnten.
Aber die betreffenden Seitenbänder
werden im Allgemeinen eine derart kleine Amplitude haben, dass in
vielen Fällen
diese Form von gegen seitiger Interferenz unberücksichtigt gelassen werden
kann. Weiterhin wird die Amplitude der betreffenden Seitenbänder Fsb+,
Fsb– abnehmen,
je nachdem die Differenz ΔFosc
zwischen den Oszillatorfrequenzen Fosc1, Fosc2 zunimmt.
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Wenn
einer der zwei Tuner TUN1, TUN2 in einer Selbstsuchmode arbeitet,
kann es vorteilhaft sein, einen Frequenzbereich zu überspringen,
in dem gegenseitige Phasenmodulation auftreten kann, beispielsweise
durch Software-Maßnahmen.
In dieser Hinsicht sei ebenfalls bemerkt, dass Harmonische der Schwingfrequenzen
Fosc1, Fosc2 nicht einen wesentlichen Beitrag zu einer gegenseitigen
Phasenmodulation der Oszillatoren OSC1, OSC2 liefern. Folglich wird
eine nur wenig oder überhaupt
keine gegenseitige Phasenmodulation geben, wenn eine die Oszillatorfrequenzen
Fosc1 m Fosc2 relativ nahe bei einer Harmonischen der betreffenden
anderen Oszillatorfrequenz Fosc2, Fosc1 liegt. Folglich wird, wenn die
Frequenzbereiche der Oszillatoren OSC1, OSC2 einander nicht überlappen,
ein Überspringen
während
eines Suchlaufs nicht notwendig sein.
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5a zeigt
das nachfolgende zusätzliche Merkmal.
Ein Frequenzteiler DIV1 ist zwischen dem Oszillator OSC1 und der
Mischstufe MIX1 in dem Tuner vorgesehen. Bevor Vorteile dieses Merkmals
beschrieben werden, sei Folgendes bemerkt. Der Frequenzteiler DIV1
erzeugt eine Subharmonische des Oszillatorsignals. Im Grunde kann
die Subharmonische das Signal stören,
das von dem Tuner TUN2 empfangen wird, in 5a nicht
dargestellt. Auf diese Weise sollen der Teiler DIV1 und eine Schaltung, die
denselben mit der Mischstufe MIX1 koppelt, als möglicherweise störende Sender
betrachtet werden. Aber mit Hilfe eines geeigneten Entwurfs werden
diese möglicherweise
störenden
Sender wesentlich schwächer
als der möglicherweise
störende
Sender, welcher der Oszillator OSC1 gewesen wäre, wenn die vorliegende Erfindung
nicht angewandt würde. Folglich
steht das Merkmal nach 5 einer Zusammenfügung der
beiden Tuner auf eine Art und Weise, die bisher nicht möglich gewesen
ist, nicht im Wege.
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Ein
Vorteil des Merkmals nach 5a wird anhand
der 5b näher
erläutert. 5b ist
ein Frequenzdiagramm, das die Funkfrequenz RF1, die Schwingfrequenz
Fosc1 und eine Mischfrequenz Fmix1 darstellt. Die Mischfrequenz
Fmix ist die Schwingfrequenz Fosc1, geteilt durch N1, wobei N1 der
Teilungsfaktor des Frequenzteilers DIV1 ist. 5b zeigt
ebenfalls die Zwischenfrequenz IF1, welche die Differenz zwischen
der Mischfrequenz Fmix1 und der Funkfrequenz RF1 ist.
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Wenn
vorausgesetzt wird, dass die Zwischenfrequenz IF1 vorzugsweise einen
bestimmten gewünschten
Wert hat, beispielsweise 40 MHz im Falle von Fernsehempfang, ist
ein Vorteil des Merkmals nach 5a Folgender.
Es ermöglicht,
dass die Schwingfrequenz Fosc1 derart ist, dass einer gegenseitigen
Interferenz zwischen den zwei Tunern TUN1, TUN2, wie oben beschrieben,
durch eine geeignete Wahl des Teilungsfaktors N1 des Frequenzteilers
DIV1 begegnet werden kann. Wenn außerdem ein Frequenzteiler ebenfalls
zwischen dem Oszillator OSC2 und der Mischstufe MIX2 in dem Tuner
TUN2 vorgesehen ist, wird dies eine Vielzahl von Möglichkeiten
schaffen, einer gegenseitigen Interferenz zu begegnen. Der Teilungsfaktor
der letzteren Teilerstufe führt
gleichsam einen zusätzlichen
Freiheitsgrad ein um dies zu erreichen.
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Die
nachfolgenden zusätzlichen
Bemerkungen gelten dem Merkmal aus 5a. Das
Merkmal nach 5a ist weder wesentlich für die vorliegende Erfindung,
noch wesentlich für
die anderen oben beschriebenen Merkmale. Die Schwingfrequenz Fosc1 aus 5b kann
ohne eine Frequenzteilung unmittelbar der Mischstufe MIX1 zugeführt werden.
Aber in dem Fall wäre
die Zwischenfrequenz die Differenz zwischen der Schwingfrequenz
Fosc1 und der Funkfrequenz RF1. Folglich wäre die Zwischenfrequenz höher. Die
Schaltungsanordnung zum verarbeiten relativ hoher Zwischenfrequenzsignale
ist relativ teuer, Energie schluckend und/oder kritisch. Folglich schafft,
weil das Merkmal nach 5a eine relativ niedrige Zwischenfrequenz
ermöglicht,
dieses Merkmal Kosteneffizienz, Energieeffizienz und Robustheit.
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6 zeigt
das nachfolgende zusätzliche Merkmal.
Der Teilungsfaktor N1 des Frequenzteilers DIV1 aus 5a ist
einstellbar. 6 zeigt mehrere Mischfrequenzbereiche
R2, R3, R4, R6, R8, R12, R16, erhalten mit den Teilungsfaktoren
N1 = 2, 3, 4, 6, 8, 12 bzw. 16, wenn der Oszillator OSC1 zwischen 1000
und 2000 NHz abstimmbar ist. Auf diese Weise wird es, wenn der Frequenzteiler
DIV1 eingestellt werden kann, um einen dieser Teilungsfaktoren zu haben,
möglich,
Frequenzen über
einen Bereich von 62,5 MHz bis 1000 MHz zu mischen. Wenn aber der Teilungsfaktor
N1 fest wäre,
müsste
der Oszillator OSC1 über
einen größeren Bereich
abstimmbar sein, um eine gleiche Wahl von Mischfrequenzen zu ermöglichen.
Dies würde
es schwieriger machen oder sogar unmöglich, den Oszillator OSC1
zu verwirklichen. Auf diese Weise könnten verschiedene abstimmbare
Oszillatoren verwendet werden, wobei jeder abstimmbare Oszillator
einen bestimmten Teil des Bereichs von Mischfrequenzen bedeckt.
Diese Lösung
ist in Fernsehgeräten,
in den beispielsweise Oszillatoren für Bänder VHF-niedrig, VHF-hoch
bzw. UHF verwendet werden, üblich.
Das Merkmal aus 6 ermöglicht aber eine Abstimmung über einen relativ
weiten Frequenzbereich mit einem einzigen Oszillator, der nur über einen
relativ schmalen Frequenzbereich abgestimmt zu werden braucht. Folglich
liefert das Merkmal nach 6 einen Beitrag zu der Kosteneffizienz.
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6 zeigt
ebenfalls das nachfolgende vorteilhafte zusätzliche Merkmal. Über einen
wesentlichen Teil des Bereichs von Mischfrequenzen, und zwar zwischen
83,33 MHz und 666,67 MHz gibt es mehr als nur eine Oszillatorfrequenz,
mit der eine bestimmte Mischfrequenz erhalten werden kann. Mit anderen
Worten, es gibt eine Auswahl aus Oszillatorfrequenzen für eine bestimmte
Mischfrequenz. Diese Auswahl ermöglicht
es, dass die Oszillatorfrequenz Fosc1 in dem Tuner TUN1 relativ
weit von der Oszillatorfrequenz Fosc2 in dem Tuner TUN2 entfernt
ist, wodurch einer gegenseitigen Interferenz begegnet wird. An dieser
Stelle ist es nicht von Bedeutung, ob die Oszillatoren OSC1, OSC2
in den betreffenden Frequenzbereichen arbeiten, die sich überlappen. Ein
auf geeignete Weise gewählter
Teilungsfaktor N1 kann vermeiden, dass die Oszillatoren OSC1, OSC2 zu
nahe in der Frequenz beisammen liegen. Weiterhin wird es, wenn ein
einstellbarer Frequenzteiler ebenfalls zwischen dem Oszillator OSC2
und der Mischstufe MIX2 in dem Tuner TUN2 vorgesehen ist, eine noch
größere Auswahl
geben um die Schwingfrequenzen Fosc1, Fosc2 getrennt zu halten.
Es kann geeignete Software verwendet werden um in allen Fällen den
optimalen Teilungsfaktor oder die optimalen Teilungsfaktoren zu
wählen.
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In 6 bleiben
zwei Frequenzbereiche übrig,
für die
es keine Wahl in der Schwingfrequenz gibt, und zwar einen Frequenzbereich
unterhalb 83,33 MHz und einen Frequenzbereich über 666,67 MHz. Obschon es
vorteilhaft wäre,
wenn es eine Auswahl innerhalb dieser Frequenzbereich geben würde, führt das
Fehlen einer Auswahl in den meisten Fällen nicht zu einer wesentlichen
gegenseitigen Interferenz. Erstens brauchen zwei Tuner nicht gleichzeitig
auf derselben Funkfrequenz oder nahezu derselben Funkfrequenz zu
empfangen, wobei in diesem Fall die betreffenden Schwingfrequenzen
Fosc1, Fosc2 zusammenfallen oder nahezu zusammenfallen würden. Weiterhin
wird es kaum passieren, dass zwei benachbarte Funkfrequenzkanäle durch
verwendbare Signale besetzt sind und deswegen sind die Möglichkeiten,
dass ein gleichzeitiger Empfang über
zwei benachbarte Funkfrequenzkanäle
erforderlich ist, sehr gering. In dem unwahrscheinlichen Fall, dass
ein derartiger Empfang erforderlich ist, werden die Schwingfrequenzen
Fosc1, Fosc2 um einen Betrag auseinander liegen, der dem N fachen
Abstand zwischen den zwei benachbarten Funkfrequenzkanälen entspricht, wobei
N der gleiche Teilungsfaktor der Teiler DIV1, DIV2 ist. Auf diese
Weise werden die Schwingfrequenzen Fosc1, Fosc2 aufgeteilt, sie
werden relativ weit auseinander liegen, so dass Seitenbänder als Ergebnis
gegenseitiger Phasenmodulation außerhalb der Zwischenfrequenzbandbreite
fallen werden, sogar, wenn ein identischer Teilungsfaktor verwendet wird.
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7 zeigt
das nachfolgende zusätzliche Merkmal.
Die Mischstufe MIX1 und der Frequenzteiler DIV1 bilden einen Teil
einer integrierten Schaltung MOIC1. Folglich hat die Schaltungsanordnung,
welche die Subharmonische Fosc ÷ N1 des Schwingsignals trägt, eine
kleine Geometrie. Dadurch wird eine Strahlung der Subharmonischen
Fosc = N1, die möglicherweise
das von dem Tuner TUN2 empfangene Signal stören kann, relativ gering sein.
Folglich steigert das Merkmal nach 7 das Maß, in dem
die zwei Tuner TUN1, TUN2 zusammengefügt werden können.
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Die
nachfolgenden zusätzlichen
Bemerkungen gelten dem Merkmal aus 7. Erstens
wird die Mischstufe MIX1 vorzugsweise in Form einer symmetrischen
Schaltungsanordnung implementiert. Dies verbessert eine inhärente Unterdrückung von Oszillator-Subharmonischenresten
an Eingangs- und Ausgangsporten der Mischschaltung MIX1. Vorzugsweise
wird der Frequenzteiler DIV1 auch in Form einer symmetrischen Schaltungsanordnung
implementiert. Zweitens sei bemerkt, dass die integrierte Schaltung
MOIC1 weitere Schaltungsanordnungen enthalten kann. Die punktierten
Linien in 7 zeigen, dass der Oszillator
OSC1 völlig
oder teilweise in der integrierten Schaltung MOIC1 vorgesehen werden
kann. Wenn der Tuner TUN2 auch einen Frequenzteiler aufweist, der
zwischen der Mischstufe MIX2 und dem Oszillator OSC2 vorgesehen
ist, können
diese Schaltungsanordnungen einen Teil der integrierten Schaltung
MOIC1 bilden. Als weiteres Beispiel kann die integrierte Schaltung
MOIC1 auch eine phasenverriegelte Schleifenschaltung enthalten.
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8 zeugt
ein Beispiel eines Empfängers nach
der vorliegenden Erfindung und mit zusätzlichen Merkmalen nach den 2 bis 7.
Der Empfänger
nach 8 ist ein Doppelter Fernseh/FM Empfänger, der
imstande ist, gleichzeitig zwei untereinander verschiedene Fernsehsender
zu empfangen, oder zwei untereinander verschiedene FM Rundfunksender,
oder aber einen Fernsehsender und einen FM Rundfunksender. Dazu
umfasst der Empfänger
zwei Tuner TUN1, TUN2 zur gleichzeitigen Umwandlung zweier unterein ander
verschiedener Funkfrequenzsignale Si1(RF) und Si2(RF) in Zwischenfrequenzsignale
So1(IF) bzw. So2(IF2). Jedes Funkfrequenzsignal Si1(RF) und Si2(RF)
kann ein Fernsehsender oder ein FM Rundfunksender sein, empfangen
an Funkfrequenzeingängen
I(TV) bzw. I(FM).
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In 8 umfasst
jeder der zwei Tuner TUN1, TUN2 einen Schalter Sekundärwicklung,
drei Funkfrequenzeingangsschaltungen RFIL, RFIM und RFIH, und eine
integrierte Schaltung MOIC. Die Funkfrequenzeingangsschaltungen
RFIL, RFIM und RFIH sind vorgesehen um Signale innerhalb eines VHF-niedrig
Bandes, eines VHF-hoch Bandes bzw. eines UHF Bandes zu empfangen.
Jede der integrierten Schaltungen MOIC enthält eine Mischstufe MIX, einen
Teiler DIV und einen Verstärkerteil
AMP eines Oszillators OSC. Ein Resonatorteil RES des Oszillators
OSC ist extern mit der integrierten Schaltung MOIC verbunden. Jede
der integrierten Schaltungen MOIC umfasst weiterhin eine phasenverriegelte Schleifenschaltung
PLL und eine Digital-Analog-Wandleranordnung DAC. Die zwei Tuner
TUN1, TUN2 teilen sich eine Speicherschaltung MEM und ein Kristall
XTL, das mit einer Bezugsfrequenz Fref schwingt.
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Jeder
der zwei Tuner TUN1, TUN2 arbeitet wie folgt. Der Schalter Sekundärwicklung
wird in eine Position TV oder in eine Position FM gesetzt, und zwar
abhängig
davon, ob Empfang eines Fernsehsender oder eines FM Senders gewünscht ist.
In dem ersten Fall kann ein Funkfrequenzsignal Si(RF) in jeder der
drei Funkfrequenzeingangsschaltungen RFIL, RFIM oder RFIH verarbeitet
werden. In dem letzteren Fall wird das Funkfrequenzsignal Si(RF) von
der Funkfrequenzeingangsschaltung RFIL für das VHF-niedrig Band verarbeitet.
Die betreffende Funkfrequenzeingangsschaltung liefert der Mischstufe
MIX in der integrierten Schaltung MOIC in allen Fällen ein
auf geeignete Art und Weise verarbeitetes Funkfrequenzsignal Signalprozessor(RF).
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Die
Funkfrequenzeingangsschaltungen RFIL, RFIM und RFIH umfassen abstimmbare
Bandpassfilter, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.
Abstimmspannungen VT, welche die abstimmbaren Bandpassfilter steuern,
werden wie folgt erhalten. Die Steuerdaten CON, die Information über die gewünschte Funkfrequenz
enthalten, selektieren auf effektive Weise, welche Abstimmdaten
TD aus dem Speicher MEM zur Lieferung zu der Digital-Analog-Wandleranordnung
DAC ausgelesen werden müssen.
Die selektierten Abstimmdaten TD sind derart, dass die Digital-Analog-Wandleranordnung
DAC die Abstimmspannungen VT schafft, für welche die betreffenden Funkfrequenzein gangsschaltungen
das gewünschte
Funkfrequenzsignal Si(RF) auf richtige Art und Weise verarbeiten.
Auf entsprechende Weise können
mit geeigneten Abstimmdaten, die in dem Speicher MEM gespeichert
sind, die Bandpassfilter auf befriedigende Weise über die
VHF-niedrig, VHF-hoch
und UHF-Bänder
abgestimmt werden. Abweichungen in der Abstimmung der Bandpassfilter gegenüber anderen
können
mit Hilfe von Handabregelung reduziert werden.
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Die
Mischstufe MIX in der integrierten Schaltung MOIC multipliziert
auf effektive weise das auf geeignete Weise verarbeitete Funkfrequenzsignal
Signalprozessor(RF) durch ein Mischsignal Smix mit einer Mischfrequenz
Fmix. Im Grunde kann die Mischfrequenz entweder die Summe oder die
Differenz der Funkfrequenz des gewünschten Senders und einer gewünschten
Zwischenfrequenz sein. Für
den Empfänger
nach 8 ist die Mischfrequenz die Summe. Die gewünschte Zwischenfrequenz
ist, sagen wir, 40 MHz in dem Fall von FM Rundfunkempfang und, sagen
wir, 10,7 MHz im Fall von Fernsehempfang. Um ein Beispiel zu geben,
wenn Empfang eines Fernsehsenders mit einer Funkfrequenz von 210
MHz erwünscht
ist, soll die Mischfrequenz 250 MHz sein. Um ein anderes Beispiel
zu geben, wenn Empfang eines FM Rundfunksenders mit einer Funkfrequenz von
89,3 MHz erwünscht
ist, soll die Mischfrequenz 100 MHz sein.
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Das
Mischsignal Smix mit der Mischfrequenz Fmix wird wie folgt erhalten.
Der Oszillator OSC schafft ein Schwingsignal Sosc mit einer Schwingfrequenz
Fosc, die in einem Bereich zwischen 1000 MHz und 2000 MHz schwanken
darf. Die Schwingfrequenz Fosc wird von der phasenverriegelten Schleifenschaltung
PLL entsprechend den Steuerdaten CON gesteuert und auf Basis der
Bezugsfrequenz Fref, die beispielsweise 4 MHz beträgt. Der
Frequenzteiler DIV teilt das Schwingsignal Sosc durch einen einstellbaren
Frequenzteilungsfaktor N, damit das Mischsignal Smix erhalten wird.
Dier einstellbare Teilungsfaktor N kann einen der nachfolgenden
Werte haben: 2, 3, 4, 6, 8, 12 oder 16. Auf diese Weise gilt das
Frequenzdiagramm für
die beiden Tuner TUN1, TUN2 des Empfängers nach 8.
Um ein Beispiel zu geben, es gibt drei Möglichkeiten um die Mischfrequenz
auf 250 MHz zu setzen. Die erste Möglichkeit ist Fosc = 1000 MHz
und N = 4, die zweite Möglichkeit
ist Fosc = 1500 MHz und N = 6, und die dritte Möglichkeit ist Fosc = 2000 MHz
und N = 8.
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Die
nachfolgenden Bemerkungen gelten für den Empfänger nach 8.
Es gibt keine feste Beziehung zwischen der Schwingfrequenz Fosc
und den Zentralfrequenzen der Bandpassfilter in den Funkfrequenzeingangsschaltungen
RFIL, RFIM, RFIH. Wenn beispielsweise Empfang eines Fernsehsenders
mit einer Funkfrequenz von 210 MHz gewünscht ist, sollen die Bandpassfilter
in der betreffenden Funkfrequenzeingangsschaltung auf diese Funkfrequenz
abgestimmt sein, während
die Schwingfrequenz entweder 1000 MHz, 1500 MHz oder 2000 MHz sein
kann. Es wäre
komplizierter und auf entsprechende Weise aufwendiger, wenn die
Abstimmspannungen VT von der Abstimmspannung hergeleitet wären, die
dem Oszillator OSC zugeführt wird,
weil der Teilungsfaktor N berücksichtigt
werden soll. Folglich ist die Art und Weise, wie die Abstimmspannungen
VT in dem Empfänger
nach 8 erzeugt werden, relativ kosteneffizient.
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Die
Singapore Patentanmeldungen 9600125.5, 9700123.5 und 9600124.3 (Aktenzeichen
der Anmelderin: PHN15647, PHN15648 bzw. PHN15649) beschreiben Merkmale,
die ggf. benutzt werden können
um den Empfänger
nach 8 mit Vorteil zu implementieren.
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9 zeigt
ein Beispiel eines Multimediageräts
nach der vorliegenden Erfindung. Das Gerät nach 9 umfasst
eine Box BOX und eine Bildwiedergabeanordnung PDD. Die Box BOX enthält mehrere
nicht dargestellte Datenverarbeitungsschaltungen und eine Add-On-Card
AOC mit zwei Tunern TUN1, TUN2, die in einem einzigen abgeschirmten Gehäuse Spiel-Steuereinrichtung
untergebracht sind. Die zwei Tuner TUN1, TUN2 haben Funkfrequenzeingänge I(TV)
und I(FM) zum Empfangen von Fernsehsendern bzw. FM-Rundfunksendern.
Die zwei Tuner TUN1, TUN2 können
beispielsweise wie in 8 dargestellt, implementiert
sein. Die zwei Tuner TUN1, TUN2 ermöglichen eine gleichzeitige
Wiedergabe von beispielsweise zwei untereinander verschiedenen Fernsehsendern
P1, P2. Software zur Steuerung der zwei Tuner TUN1, TUN2 kann in
jedem Speichertyp geladen sein, der einen Teil des Multimediageräts bildet.
Derartige Software kann beispielsweise benutzt werden zum Selektieren
eines geeigneten Teilungsfaktors für einen Frequenzteiler DIV,
der in einem der zwei Tuner TUN1 oder TUN2, wie beispielsweise in 8 dargestellt,
vorgesehen ist.
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Die
Zeichnung und die oben stehende Beschreibung davon illustrieren
statt begrenzen die vorliegende Erfindung. Es gibt offenbar viele
Alternative, die in den Rahmen der beiliegenden Patentansprüche fallen.
Die nachfolgenden Schlussbemerkungen betreffen diesen Aspekt.
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Es
gibt viele Möglichkeiten,
Funktionen oder grundsätzliche
Elemente physikalisch über
mehrere Einheiten zu streuen. Die Zeichnung ist sehr schematisch
in dieser Hinsicht und stellt nur eine mögliche Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung mit Hilfe von
Hardware mit verschiedenen einzelnen Elementen implementiert werden
und, wenigstens teilweise, mit Hilfe eines auf geeignete Weise programmierten Computers.
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Während die
vorliegende Erfindung mit großem
Vorteil in Multimediageräten
angewandt werden kann, werden Applikationen in anderen Gerätetypen überhaupt
nicht ausgeschlossen. Die vorliegende Erfindung kann auch mit großem Vorteil
beispielsweise in Fernsehgeräten,
Videobandrecordern (VCR) und in TV/VCR-Kombinationen angewandt werden.
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, dass derartige Geräte Merkmale
wie beispielsweise PIP, einen geteilten Wiedergabeschirm und getrennten
Videotext haben.
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Während Beispiel
von Fernsehempfang und FM-Rundfunkempfang gegeben wurden, werden
andere Empfangstypen keineswegs ausgeschlossen. Die vorliegende
Erfindung kann auch für
den Empfang von beispielsweise Breitband-Datacast angewandt werden.
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Während Beispiel
von zwei zusammengefügten
Tunern gegeben wurden, können
mehr als zwei Tuner zu einem einzigen Modul zusammengefügt werden.
In dem letzteren Fall wäre
es zu bevorzugen, wenn es eine größere Auswahl an Schwingfrequenzen
geben würde
als in 6 dargestellt. Dies kann dadurch bewerkstelligt
werden, dass beispielsweise mehr untereinander verschiedene Teilungsfaktoren
geschaffen werden oder dadurch, dass der Schwingfrequenzbereich
vergrößert wird,
oder beides.
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Während Beispiele
von binären
und nicht binären
Teilungsfaktoren, wie 2, 4, 8, 16 bzw. 3, 6, 12 gegeben wurden,
können
Bruchteilungsfaktoren, wie 1,5 auch verwendet werden. In dem letzteren
Fall wird vorzugsweise zwischen der Teilerstufe und der Mischstufe
ein Filter vorgesehen. Bruchteiler schaffen im Allgemeinen Signale
mit relativ asymmetrischen Arbeitszyklen. Dadurch kann die Mischerleistung
in Termen von Störung
und Signalbehandlung beeinträchtigt
werden. Das Filter wird eine Asymmetrie in den Arbeitszyklen reduzieren
und folglich einer derartigen Beeinträchtigung begegnen.
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Eingeklammerte
Bezugszeichen sollen nicht als den Anspruch, in dem sie auftreten,
begrenzend betrachtet werden.